Технология применения протеолитических ферментов для размягчения мяса при производстве натуральных полуфабрикатов

Ранее было показано, что уже имеющиеся в настоящее время сведения об ускорении процесса улучшения консистенции мяса при его обработке препаратами протеолитических ферментов вполне достаточны для практического решения этого вопроса в промышленных масштабах.
Технологические приемы, рекомендуемые различными авторами для искусственного созревания мяса при помощи препаратов протеолитических ферментов, сводятся в основном к следующим способам:
- обрызгивание поверхности полуфабрикатов растворами ферментов;
- погружение мяса в раствор фермента;
- панировка, т. е. нанесение на поверхность полуфабрикатов порошкообразных размягчителей;
- внутримышечное шприцевание;
- введение ферментного раствора через кровеносную систему при жизни животного.
Продолжительность контакта продукта с ферментом обусловлена скоростью проникновения последнего в глубь мяса. Эта скорость составляет, по данным Ванга и Мейнарда, не более 1 мм в течение 1 ч при погружении мяса в раствор, а при обработке порошкообразным (препаратом ока еще меньше.
По последним сообщениям, в США начали применять инъекцию специально приготовленного препарата папаина животным за 3—30 мин до убоя. Этим достигается быстрое и равномерное распределение фермента. При этом расщепление белков мяса ферментом не может начаться до тех пор, пока он не будет активирован путем нагревания продукта, например при его варке.
По этому способу после убоя и разделки туши животных, обработанные ферментом, подвергают охлаждению в обычных условиях. Это приводит к тому, что даже из такого мяса, как лопаточно-плечевая часть, которая до сих пор считалась пригодной только для варки, можно приготовить высококачественные жареные вторые блюда.
Способы обработки отдельных порций натуральных полуфабрикатов погружением или обрызгиванием растворами препаратов протеолитических ферментов, а также нанесения на поверхность продукта этих препаратов в виде порошка при массовом производственном выпуске полуфабрикатов неудовлетворительны из-за своей трудоемкости.
Поэтому мы сравнили различные способы обработки мяса ферментным раствором: нанесение на поверхность порционных кусков, введение через кровеносную систему и в ткани мяса.
Сравнительная оценка этих способов обработки мяса 0,5%-ным раствором препарата фицина была выполнена на полусухожильной мышце крупного рогатого скота. При обработке порционных кусков их резали поперек волокон толщиной 1,5 см.
Для сравнительной дегустационной оценки образцы мяса жарили. Оценка производилась по 5-балльной системе.
Ниже приведены результаты испытаний, где показаны сравнительные результаты обработки мяса фицином различными способами.

Эти данные свидетельствуют о том, что погружение и нанесение фермента на поверхность куска в виде порошка дают лишь крайне незначительный эффект. Из-за ограниченного проникновения фермента в толщу куска наблюдается чрезмерное размягчение поверхностных слоев мяса и крайне незначительное — внутренних.
Кроме того, проводились опыты по введению ферментного раствора в задние четвертины говяжьих туш через кровеносную систему.
Наибольший эффект размягчения был достигнут при обработке мяса путем шприцевания ферментного раствора многократными уколами в мышечную ткань. Это и послужило основанием для выбора метода внутримышечного шприцевания в качестве основного способа обработки мяса препаратом протеолитического фермента фицина при производстве натуральных полуфабрикатов.
Для уточнения и отработки этого способа определяли продолжительность выдержки мяса при ферментировании, оптимальную концентрацию вводимого ферментного раствора, зависимость эффекта размягчения от термического состояния мяса.
С целью изучения скорости поглощения мясом (рассасывания) раствора, охлажденный полусухожильный мускул шприцевали раствором фицина в количестве 5% к весу мяса порциями по 0,5 мл. Мясо выдерживали при комнатной температуре, через определенные промежутки времени брали поперечные срезы и характеризовали поверхность среза.
Было установлено, что через: 15—30 мин на разрезе выступают капли ферментного раствора; 1 ч то же, но в очень малом количестве; 1,5—2 ч на разрезе отчетливо видны следы ферментного раствора; 2,5 ч следы ферментного раствора значительно бледнее; 3 ч 15 м имеются незначительные следы ферментного раствора.
Следовательно, даже при введении раствора очень малыми порциями (0,5 мл) его поглощение охлажденным мясом в течение 3-часовой выдержки неполное.
При шприцевании мяса в производственных условиях и последующей 1—2-суточной выдержке, как правило, на поверхности свежего разреза мяса следов ферментного раствора не обнаруживается и в течение этого срока мясо становится более нежным. При неоднократном повторении опытов пришли к заключению: при шприцевании четвертин и полутуш крупного рогатого скота в производственных условиях для равномерного распределения ферментного раствора и эффективного его воздействия на мясо требуется выдержка мяса в течение 1—2 суток при низкой положительной температуре (2—6°С). Преимущества, однако, были получены при двухсуточной выдержке обработанного фицином мяса.
Для определения оптимальной концентрации ферментного раствора, вводимого в мясо методом шприцевания, поставили опыты па охлажденной полусухожильной мышце. Результаты оценивались дегустацией опытных образцов жареного мяса.
Ниже приведенные данные о результатах воздействия растворов фицина различной концентрации при обработке мяса методом шприцевания показывают, что для концентраций вводимых ферментных растворов от 0,1 до 1,5% нет существенных различий в степени размягчения мяса. Однако в отдельных опытах отмечались случаи, когда при концентрации 0,1% фермент оказывал меньшее действие, чем при концентрации 0,25%.
Поэтому в последующих работах применяли последнюю концентрацию.
Раствор фицина вводился в количестве 5% к весу мяса. Это количество обусловлено способностью мяса удерживать такой объем искусственно введенной жидкости. При этом не происходит излишних потерь мясного сока при нарезке полуфабрикатов из ферментированного мяса и обеспечивается введение достаточного количества фермента. Последний при данной концентрации хорошо распределяется в мясе.

Для установления возможности и эффективности обработки мяса фицином при различном состоянии мяса, выполнялись опыты по ферментированию парного, охлажденного и дефростированного мяса, средние результаты которых приведены в табл. 55. В ней показаны эффективность обработки фицином в зависимости от термического состояния мяса.

Из этих данных видно, что обработка ферментом мяса, находящегося в различном термическом состоянии, во всех случаях приводит к улучшению его консистенции.
Наиболее сильное размягчение наблюдается при обработке парного мяса и самое слабое — дефростированного. Ho даже и в нем эффект отчетливо выражен.
Следовательно, в производственных условиях мясокомбинатов целесообразно вводить ферментный раствор в тушу сразу же после убоя животного и ее первичной переработки. В этом случае процессы охлаждения мясной туши и равномерного распространения вводимого фермента будут совмещены и для ферментации не потребуется дополнительного времени и производственных площадей.
С целью получения продукта гарантированного качества испытывалось также влияние заморозки и хранения в замороженном состоянии на качество ферментированного мяса. Было выявлено, что замораживание с последующим оттаиванием не усиливает существенно действия фермента на нежность мяса. Кроме того, даже длительное (3-месячное) хранение замороженного после обработки фицином мяса не ухудшило его качества.
Проведенные испытания также установили допустимость хранения ферментированного мяса при низкой положительной температуре 3—4 суток. В течение этого срока не происходили нежелательные изменения органолептических свойств и наблюдалось дальнейшее улучшение консистенции продукта.
Технология обработки мяса фицином сводится к следующему. Для приготовления 1 л раствора фермента берут 2,5 г препарата «фицин» и 20 г поваренной соли. Взвешенное количество фермента вместе с небольшим количеством поваренной соли помещается в мешочек из 3-слойной марли и под струей водопроводной воды тщательно растирается вручную и переносится в тару известного объема. Затем добавляют остальное количество поваренной соли и холодной воды до определенного объема.
При растирании фермента руками следует пользоваться резиновыми перчатками, так как он действует раздражающе на кожу. pH приготовленного раствора должен быть 6,5—7,0. Ферментный раствор готовится за сутки до употребления и хранится при температуре 4—6° С. При необходимости ферментный раствор может храниться при указанной температуре в закрытой таре до 48 ч, хранить раствор при комнатной температуре нельзя, так как при этом происходит частичная инактивация фермента. Затем ферментный раствор заливается в шприц любой системы, применяемый для шприцевания окороков или бекона.
Оставшийся в шприце раствор фермента после шприцевания мяса должен храниться не более одних суток.
Для шприцевания полутуш и четвертин говядины удобно пользоваться перфорированной иглой длиной 200 мм и внутренним диаметром 3 мм.
Шприцевание производится под давлением не более 2—3 атм.
Ферментный раствор вводится внутримышечно в парную полутушу или четвертину, находящуюся в подвешенном состоянии в количестве 5% к ее весу. Количество введенного ферментного раствора определяется по разности веса до и после шприцевания.
Общее количество введенного в полутушу сухого препарата составляет 0,0125% к весу мяса. Шприцевание можно производить в убойном цехе на отводной линии конвейера переработки крупного рогатого скота на участке туалета туш после отделения почечного жира. В этом случае зачищать верхнюю и нижнюю части туши необходимо после шприцевания.
Шприцевание проводят и после туалета туш, если это будет удобнее при имеющейся планировке убойного цеха, или на отдельной нитке подвесных путей в камере охлаждения.
Для равномерного распределения ферментного раствора необходимо сделать на полутуше около 50 уколов. Примерное распределение уколов на полутуше следующее:

При шприцевании количество ферментного раствора, вводимого во время одного укола, может колебаться от 50 до 100 мл в зависимости от места укола.
Уколы делают в толщу мышц, преимущественно вдоль мышечных волокон. Обработанные ферментным раствором полутуши необходимо выдержать 48 ч в камере охлаждения при низкой положительной температуре (4—6° С).
При использовании охлажденного и дефростированного мяса обработку ферментом целесообразно проводить после его жиловки с целью экономии производственных площадей с кондиционированием воздуха, а также возможности механизации процесса обработки мяса.
Опыт внедрения способа обработки протеолитическим ферментом бескостного мяса на Останкинском мясоперерабатывающем комбинате показал, что для шприцевания может быть успешно применен многоигольчатый шприц, работающий автоматически. Одновременно с введением ферментного раствора сырье продвигается на машине.
Благодаря обводному каналу раствор находится в непрерывном движении в течение всего цикла шприцевания.
Применение многоигольчатого шприца позволяет обрабатывать ферментным раствором не менее 500 кг жилованного мяса в 1 к при введении 5—6% раствора к весу мяса и равномерном его распределении. Метод приготовления и концентрация ферментного раствора те же, что и при ферментировании парных полутуш.
Обслуживает шприц один рабочий. После шприцевания выдерживают в течение 2 суток ферментированное сырье при температуре 4—6° С. Для этого на Останкинском мясоперерабатывающем комбинате были успешно использованы тазики вместимостью около 50 кг сырья. Выдержанное ферментированное сырье нарезается на порции. В ходе выработки 40 тыс. порций натуральных полуфабрикатов было установлено, что выход полуфабрикатов из ферментированного мяса увеличивается в среднем на 3,7% по сравнению с контрольными неферментированными порциями сырья.
Проведенные дегустации подтвердили, что приготовленные полуфабрикаты из обработанного ферментом дефростированного мяса после жарения дают продукт, несколько уступающий по консистенции ферментированному охлажденному мясу, но превосходящий по нежности контрольные образцы из неферментированного мяса.
Таким образом, обработка протеолитическим ферментом дефростированного мяса также приводит к повышению качества приготовленных из него жареных вторых блюд.
Значительный интерес представляют способы предубойной обработки скота, направленные на увеличение нежности мяса. Один из них — прижизненное введение растворов протеолитических ферментов в кровеносную систему животных. Такой способ впервые предложен в 1959 г. группой американских ученых.
Прижизненное введение растворов протеолитических ферментов в кровеносную систему является предпосылкой наиболее равномерного распределения препарата в организме, а следовательно, и в туше.
Кроме того, прижизненная обработка туш растворами растительных протеолитических ферментов, по данным американских исследователей, увеличивает количество мяса, пригодного для жарения. Количество бифштексов из поясничной части увеличивается в 2 раза, из спинной части на 25%. Ho прижизненное введение в кровь больших доз протеолитических ферментов, которые являются для организма инородными белками, создает угрозу возникновения анафилактического шока. Известно, что шок чаще всего развивается при быстром (3—5 сек) введении препаратов, поэтому мы вводили раствор фицина сравнительно медленно, в продолжение 90 сек.
Все подопытные животные (белые крысы, кролики и коровы) непосредственно после введения препарата незначительно возбуждались, дыхание у них учащалось и становилось более поверхностным. Через 15—20 мин показатели возвращались к норме. Туши коров прошли тщательный ветсанконтроль, никаких отклонений от нормы обнаружено не было. Они подвергались охлаждению в обычных условиях, после чего мясо опытных и контрольных туш (полученных от животных-аналогов) сравнивалось между собой по органолептическим показателям. При дегустации полуфабрикатов из обработанного мяса (бифштекс с насечкой) было отмечено размягчающее действие фицина на мясо при его прижизненном внутривенном введении. Однако этот метод нуждается еще в доработке.
Затем проводились расширенные дегустации мясных блюд, приготовленных из обработанного фицином мяса, и получены данные о размягчении препаратом протеолитического фермента фицина различных частей мясной туши (табл. 56).

Как видно из таблицы, различные части мясной туши подвергаются воздействию фицина не в одинаковой степени. Труднее всего размягчается полусухожильная мышца, наиболее сильное размягчение достигнуто при обработке плечевой части и внутренней части задней ноги. Верхняя часть задней ноги и полуперепончатая мышца по степени размягчения занимают промежуточное положение.
В другой серии опытов сопоставляли нежность жареных вторых блюд, приготовленных из различных отрубов, обработанных ферментом говяжьих туш с нежностью блюд из необработанного ферментом толстого и тонкого края этих туш. Опыты имели целью установить возможность кулинарного использования различных частей ферментированных говяжьих туш.
Результаты (средние данные из 3—5 опытов) оценки нежности различных отрубов туш, обработанных препаратом фицина, даны ниже.

По результатам дегустационных оценок выяснено: после обработки ферментом нежность таких отрубов, как плечевая часть, внутренняя и верхняя части задней ноги, приближается к уровню, характерному для необработанного ферментом тонкого или толстого края. Следовательно, эти отруба можно использовать для приготовления таких блюд, как антрекоты и ромштексы. Несколько худшие результаты получаются при действии фицина на боковую и наружную части задней ноги. Эти отруба целесообразно использовать для приготовления бифштексов с насечкой, так как они менее мягкие. Отдельной серией опытов установлено, что ферментированные толстый и тонкий край охлажденных туш молодняка по своей нежности приближаются к вырезке и, следовательно, из них могут быть изготовлены натуральные бифштексы и лангеты. При дегустации бифштексов с насечкой средняя балловая оценка этих блюд, приготовленных из обработанных ферментом полусухожильной и полуперепончатой мышц, достигает 3,7 против 3,6 для бифштексов из необработанной ферментом верхней части задней ноги, в основном используемой в настоящее время для их изготовления.
Таким образом, обработка мяса протеолитическими ферментами делает жесткие отруба более нежными и позволяет расширить номенклатуру частей говяжьей туши, пригодных для выработки различных полуфабрикатов.
В табл. 57 приведены технологические схемы порционирования полуфабрикатов из неферментированного и ферментированного мяса из разных частей туши.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что использование говяжьей туши для приготовления натуральных полуфабрикатов в результате обработки мяса протеолитическим ферментом увеличивается с 18,8 до 26,7%.
В результате обработки протеолитическим ферментом удельный вес бифштексов с насечкой (худшего вида полуфабриката) в общей выработке натуральных полуфабрикатов понизился в 2,5 раза и повысился — остальных, лучших видов.
Рассмотренные технологические схемы отрабатывались на препарате протеолитического фермента фицина. Однако они могут быть распространены без дополнительных исследований на препараты других протеолитических ферментов растительного, животного или микробного происхождения.
Способ обработки говяжьего мяса препаратом протеолитического фермента фицина для улучшения качества натуральных полуфабрикатов был внедрен вначале на Ленинградском мясокомбинате, затем на Останкинском мясоперерабатывающем комбинате и Экспериментальном консервно-колбасном заводе ВНИИ мясной промышленности. В настоящее время он применяется в более широком масштабе на ряде мясокомбинатов. Выработка полуфабрикатов при том же расходе поступающего на обвалку мясосырья может быть увеличена в среднем на 43%.